近日，華東師范大學信息管理系教授許鑫在第五屆世界教育前沿論壇以《教育元宇宙應(yīng)用研究與實踐探索》為題進行了精彩分享。他認為，教育元宇宙是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新模式和新業(yè)態(tài)，不能把教育元宇宙應(yīng)用簡單等同于VR教學。一起來看詳細內(nèi)容——
（以下為分享原文，有刪減）
我今天的分享，主要有五方面的介紹，概括一下就是：一組觀點、兩套理論、三個項目、四類技術(shù)、五項研究。其中三個項目是我們課題組在高等教育、基礎(chǔ)教育和職業(yè)教育上的元宇宙應(yīng)用實踐，最后介紹的是課題組近期所推進的課題研究。
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教育元宇宙方面，還是存在很多的空白以及不成熟的地方，我們希望抱著審慎樂觀的態(tài)度積極嘗試。
一組觀點：教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與教育元宇宙的理解
國家出臺很多教育政策，也明確提出智慧教育的戰(zhàn)略行動計劃，指出現(xiàn)在是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段、特殊階段。在這個過程中我們關(guān)注教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的若干趨勢，在這里列出的是福布斯雜志提出的六大趨勢：增強虛擬混合現(xiàn)實、游戲化學習、學習空間再設(shè)計、個性化學習、人工智能和數(shù)字教師裝備。和現(xiàn)階段所提元宇宙的技術(shù)進行對照就會發(fā)現(xiàn)，重合度很高。在此基礎(chǔ)上，我們認為教育元宇宙是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新模式和新業(yè)態(tài)。以前在談元宇宙的時候，更多談的是沉浸感、交互性、構(gòu)想性?，F(xiàn)在教育元宇宙要賦予其新的含義，包括對于教育的把握，對于知識的深化和智能分析，這也是我們所講的教育元宇宙的特征。
從實踐的意義來說，在教育場景里，由于信息技術(shù)的使用，讓我們能夠解決時空的局限性，傳授者和學習者的關(guān)系也得到重構(gòu)。教育者可以和開發(fā)者共同開發(fā)新的教學模式，學習者也能夠獲得更多更好的學習資源。在多元空間和無限資源的條件下，可以解決教育抽象和危險問題，也可以解決教育資源分配不公的問題。
我們認為教育+元宇宙的價值，能夠推動教育創(chuàng)新，充分發(fā)揮技術(shù)護航，優(yōu)化教育發(fā)展。同時在基礎(chǔ)設(shè)施的支持上，新技術(shù)的應(yīng)用上，能夠有很多的可能性，被不斷去探索。從教育元宇宙來講，這是值得廣泛關(guān)注的一點。
兩套理論：具身認知理論和情境學習理論
有兩類學習理論，在這個過程中被充分應(yīng)用：一個是具身認知理論，一個是情境學習理論。在具身認知方面，隨著元宇宙場景開發(fā)的不斷完善，我們在認知、身體和環(huán)境一體化上，拓展得比以前更加豐富，可以真正做到“做中學”，這是一個很大的躍進。另外是情境學習理論。以前我們很關(guān)注真實的情境、實踐的情境、文化的情境，強調(diào)在哪里學，在元宇宙的環(huán)境開發(fā)成功以后，對于以前不太適合的情境，能起到一定彌補作用。就像剛剛講的危險環(huán)境，就是不太適合實踐的環(huán)境，再比如說成本很高的環(huán)境。在這個過程中，我們都可以通過元宇宙的方式得到改善。
三個項目：高教、基教和職教元宇宙應(yīng)用
下面結(jié)合我們所做的一些實踐，跟大家做一些分享。我們先講一下國內(nèi)外已經(jīng)有的一些元宇宙實踐。
考古教學：英國將拜占廷的挖掘項目數(shù)字化。
飛機維修：韓國將飛機的零部件組合在數(shù)字空間重現(xiàn)飛機的維修培訓(xùn)的實踐環(huán)境，極大節(jié)約了培訓(xùn)成本。
海事培訓(xùn)：為造船、海上救援提供了數(shù)字虛擬環(huán)境，方便實踐。
科普教育、醫(yī)療衛(wèi)生：近距離去觀察眼球的運動和運行機理。
心臟手術(shù)：韓國和巴西把人體數(shù)字化虛擬化，實現(xiàn)了3D人體建模。福建醫(yī)科大學也搭建了類似的醫(yī)學培訓(xùn)元宇宙環(huán)境。
上述例子中，元宇宙已經(jīng)和教學場景進行著有機結(jié)合，包括虛擬化身面對面、多種資源的兼容和呈現(xiàn)，也包含了虛擬空間的自由移動、個人交互學習、多人上課交互。這一系列的場景，方便了學習，尤其是在疫情期間。在疫情期間，網(wǎng)絡(luò)教學在在場感、實時性上有所欠缺，而元宇宙能充分體現(xiàn)在場感。
課題組圍繞三個方向，選擇了三個小場景，進行了嘗試。2022年9月2日，在世界人工智能大會上發(fā)布了推進方案，介紹了我們所嘗試的三個實踐項目。在2022年8月18號的時候，課題組發(fā)布上海MBA元宇宙中心的建設(shè)項目，我們選擇了數(shù)字原生的建設(shè)路徑。原生跟孿生的不同之處在于：我們并沒有一個真實的上海MBA中心物理空間，但是我們把它在元宇宙中建立起來了。在此過程中，我們重點關(guān)注的是產(chǎn)教融合的落地，關(guān)注的是社交屬性的充分體現(xiàn)。
在2022年9月份，我們隨即推出了面向中小學科學教育的元宇宙接入艙和空間站。既然元宇宙是一系列技術(shù)的集合體，我們考慮有沒有可能把硬件、軟件、數(shù)字資源進行深度集成，提供給使用者、學校一體化的智慧空間。在這個過程中，我們也能進一步去考察青少年對于新技術(shù)的應(yīng)用。我們起的名字叫“實驗場”，為什么叫“實驗場”，而不是某某項目或者某某工程呢？是因為有一些問題，還要通過研究去進一步回答，以解決我們所面臨的困惑。
這里舉兩個小例子，大家可以體會一下，也是我們?nèi)绱松髦氐脑?。當我們進行3D課件轉(zhuǎn)換的時候，中小學生有立體幾何課程。我們希望得到我們數(shù)學學院教授們的幫助，跟他們?nèi)ソ涣鳎覀兘榻B如何把立體幾何通過3D空間的方式呈現(xiàn)給同學們，同學們可以方便地接受有關(guān)訓(xùn)練。結(jié)果我們數(shù)學專業(yè)的老師提出了不一樣的觀點，他認為這樣會限制學生的空間想象力。我們在想，是不是我們做了很多事情，反而幫了倒忙呢？再比如，元宇宙場景中有比較強的聲光電刺激，這些聲音、動畫的刺激下，我們的注意力比以前更集中，還是更分散了呢？沉浸并不等于注意力專注。在這個過程中，需要我們進一步去測評，所以我們也希望在這樣標準化的物理空間中，去開展學習能力、專注能力、抗壓能力等方面的測試。
第三個項目跟職業(yè)教育有關(guān)，為什么把職業(yè)教育放在最后？因為職業(yè)教育的場景特別豐富，要首先解決工具的問題，而這個工具就是自動化內(nèi)容生成工具。
上海MBA元宇宙中心，由16所院校18家單位共同建設(shè)。我們提供了若干個空間場景，有教室、禮堂、案例研討室、圖書館。這是面向中小學科學教育的元宇宙實驗場，我們提供了四個數(shù)字虛擬空間，能實現(xiàn)和云平臺的深度集成。這是我們共建的島型園區(qū)，每個學習空間可以登錄進去，既提供了AR和VR的接入，也提供了裸眼3D展示和交互，在我們的物理艙體里可以直接進行體驗和瀏覽。
未來企業(yè)數(shù)字員工實驗室。在我們選擇過程中，希望找到大家都要共用的一些東西。最后我們選擇了一個領(lǐng)域，就是關(guān)于RPA的，也就是流程機器人的實踐。我們可以很方便把業(yè)務(wù)流程通過標準化機器自動去實現(xiàn)。這是在實際過程中所做的若干嘗試。
在實踐過程中，我們用到了很多技術(shù)，我這邊也做一個簡單的歸納。首先是元宇宙六大核心技術(shù)：第一個是區(qū)塊鏈，是構(gòu)建元宇宙虛擬體系的資產(chǎn)基礎(chǔ)；第二個是交互技術(shù)，交互技術(shù)能夠為元宇宙提供沉浸式虛擬現(xiàn)實的體驗；第三個是游戲技術(shù)，它是元宇宙社會形態(tài)中最成熟的呈現(xiàn)方式，游戲技術(shù)對于學習場景的構(gòu)建和學習設(shè)計很有幫助；第四是人工智能技術(shù)；第五是網(wǎng)絡(luò)技運算技術(shù)，它是元宇宙在物理世界的承載者；最后是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這是一個很好的中間媒介，能聯(lián)結(jié)起物理世界和數(shù)字世界。這是大家公認的一些元宇宙基本技術(shù)。
在此過程中，我們還有各種各樣的通用工具。像剛剛提到的Second Life平臺、百度希壤平臺、網(wǎng)易瑤臺等。這是設(shè)備設(shè)施，它跟模式的選擇有關(guān)，可以是VR眼鏡、AR設(shè)備，也可以有裸眼3D設(shè)備。AR和VR經(jīng)過一系列的發(fā)展，為什么在2017年出現(xiàn)了低谷，現(xiàn)在又逐步上升呢？核心的一點，是我們的3D場景內(nèi)容嚴重不足。我們希望通過論壇，鼓勵大家多去推進。只有在內(nèi)容資產(chǎn)豐富的情況下，元宇宙才能得到更廣闊的發(fā)展。
重點推薦的是四類技術(shù)。第一是數(shù)字場景，3D學習情境構(gòu)建。第二是數(shù)字人，數(shù)字教師與數(shù)字學生。第三是數(shù)字藏品，AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)與數(shù)據(jù)資產(chǎn)化。第四是虛實交互，軟硬件深度集成。
這是在實驗場中構(gòu)建的學習場景。各行各業(yè)都可以有數(shù)字人形象，有跟真人對應(yīng)的，也有偏卡通的，也有超寫實的數(shù)字人。
在場景構(gòu)建或者數(shù)字人制作過程中，有一塊技術(shù)值得大家去關(guān)注，這就是AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)，它是在UGC(用戶原創(chuàng)內(nèi)容)和PGC(專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容）之后，新一代的生成方式。在這個過程中，我們可以去關(guān)注資源的生成、資源的聚合、資源的利用，以及資源資產(chǎn)化。在資產(chǎn)化過程中，就需要NFT（非同質(zhì)化代幣）和區(qū)塊鏈技術(shù)的加持。
這是一些基于文本生成圖像、3D模型的例子。有很多科技公司幫助我們降低技術(shù)使用的門檻，幫助我們更加便利、低成本低使用元宇宙。
無論是場景的構(gòu)建還是內(nèi)容的生成，AIGC（人工智能生成內(nèi)容）是一個重要的核心技術(shù)。當我們在資源生成后，為了保證能確權(quán)和溯源，NFT（非同質(zhì)化代幣）在元宇宙中被廣泛應(yīng)用。在國內(nèi)，因為NFT（非同質(zhì)化代幣）有泛金融化風險被叫停了，所以國內(nèi)把NFT（非同質(zhì)化代幣）調(diào)整為NFR（非同質(zhì)化權(quán)益）。區(qū)塊鏈是構(gòu)建元宇宙虛擬資產(chǎn)的基礎(chǔ)，我們把以前的資源通過NFT（非同質(zhì)化代幣）的方式創(chuàng)建、共享和管理。這是我們建設(shè)的軟件、硬件和數(shù)字資源集合在一起，叫空間科技解決方案。在我們的校區(qū)里，已經(jīng)搭建了教育元宇宙的接入艙和空間站，一個小一點，一個大一點，另外還有定制化的空間應(yīng)用解決方案。
既然我們已經(jīng)搭建了這樣的環(huán)境，下面再把最近推進的五項研究跟大家做下交流。
方向1：教育元宇宙理論與實踐的系統(tǒng)梳理。無論是技術(shù)方案交底書還是教育元宇宙白皮書，都在推進中。
方向2：視聽聯(lián)覺機制下的情感與認知機制。我們有了更強的聲光電刺激以后，有了更強的沉浸性以后，對于學習的影響、情緒的影響，究竟是什么？這是跨學科團隊做的第二項研究。
方向3：虛擬現(xiàn)實課堂中學習感知能力評測。我們希望在情感和認知模型基礎(chǔ)上，進行多模態(tài)數(shù)據(jù)的挖掘和分析，進行相應(yīng)的測評。
方向4：通過關(guān)鍵詞提取生物具有教育意義的問題和答案。第四項研究跟AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)有關(guān)，在AIGC（人工智能生成內(nèi)容）方面，我們主要做文本的自動生成。最近的研究是通過相關(guān)技術(shù)做繪本上的內(nèi)容講解自動生成，這樣能夠基于繪本通過文本提取的方法，再通過語音轉(zhuǎn)換的方式，讓數(shù)字人自動給小朋友去講解。
方向5：元宇宙對于自閉癥兒童的行為干預(yù)訓(xùn)練。我們知道在行為干預(yù)中，最重要的環(huán)節(jié)就是泛化，我們認為元宇宙有可能解決泛化當中面臨的瓶頸問題。這也是我們當前做的研究。
教育元宇宙是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新形態(tài)新模式，不能把教育元宇宙應(yīng)用簡單等同于VR教學，它有區(qū)塊鏈的應(yīng)用、有人工智能的應(yīng)用。教育元宇宙的發(fā)展要能夠把握教育的本質(zhì)才行，教育的本質(zhì)并不是為了使用技術(shù)而使用技術(shù)，而是能真正促進學生的成長和進步。
